Флегморегулятор Эндера.

Я бы давно превратил свою систему старт стопа в плавное ШИМ-регулирование, но всё-же остановился на ступенчатом способе. Он более информативен. Дельта в "зеленой зоне" - отбор такой, как я установил ручным ШИМ-регулятором. дельта выросла до "желтой зоны" - отбор снизился вдвое. Если снижение отбора не помогло, дельта растёт дальше и влезает в "красную зону" - отбор останавливается.

Привет. Трубу стеклянную сфотографировал? А насколько малообротистый двигатель нужен?ozzy_72, 31 Авг. 10, 00:07

1 - целый день сидел на телефоне в поисках проволоки, но завтра обещаю!!!
2- как на меня, существенной роли 30 или 50 об/мин не играет. Опять таки завтра выложу свои наброски (они УЖЕ меня радуют). Имею движок на пару десятков Ватт с редуктором, вот под него и думаю плясать

Я бы давно превратил свою систему старт стопа в плавное ШИМ-регулирование, но всё-же остановился на ступенчатом способеИгорь, 31 Авг. 10, 00:13

Теория без рисунка моего плана отбора и рег. фл.числа такова: движок вращает шток, соединенный (в дефлегматоре) с типа бегунком. У него - один выход-отверстие по внешнему краю. Ниже этого бегунка - такого же диаметра к нему чуть выпуклый "распределитель". В последнем радиальные разделения на 1/4, 1/8, 1/16, ну и 1/32. Естественно можно разделить на не только на такие части. Так вот, в каждой этой части в нижней точке отверстие слива. Получается вот что - флегма через бегунок по кругу распределяется по этих разделенных частях. НО! - на выход готового продукта идет лишь СР с той части, которая стоит под "приемником" по типу лейки. Надо 1/20 сделать, кратным поворотом "распределителя" сверху, и все - а лишняя флегма спокойно стекает с открытых отверстий вниз. Надо 1/4 - поворот "распределителя", и все как по маслу.
.............
пока без рисунка, но думаю все понятно

На мой взгляд все движения по пути деления флегмы вместо регу\лирования отбора рождены неуверенностью в правильности расчета количества спирта, приходящего в дефлегматор... и еще наверное непониманием сути регулирования по принципу обратной связи, когда отбор устанавливает не оператор, а сама колонна.
Я убежден в том, что какое флегмовое число ни было бы установлено вручную всегда будет или избыточным, или недостаточным. Но если ФЧ управляется по обратной связи, нет никакой разницы как это происходит - делением флегмы или регулированием отбора. Поэтому правильно будет остановиться на том варианте, который проще в реализации.

Настраивая отбор при старт-стопе (или при ступенчатом старт-стопе), я устанавливаю его чуть больше, чем позволяет колонна. Поэтому автоматика время от времени останавливает (или снижает) отбор, поддерживая среднее ФЧ на необходимом уровне. Отбор получается не больше и не меньше, чем надо. Я не теряю времени зря на излишний возврат флегмы, и в тоже время поддерживаю разделение на том уровне, который мною задан. Ну а плавное изменение отбора в зависимости от дельты позволит сделать то же самое, но гораздо более корректно. Наверное следующий вариант автоматики будет именно таким.

отбор при старт-стопе (или при ступенчатом старт-стопеИгорь, 31 Авг. 10, 01:06

ну как не крути, старт-стоп все-же имеет свою дельту, зависящую и от толщины гильзы, где стоит термометр, от последнего, от, от и от,.., а в это время гадости проталкиваются в отбор, и 0,1 градуса разницы становятся относительными... А так хочется при корне зарубить всю гадость и не дать ее наружу. Вот даже тот маленький отрезок трубки до старт-стопа во время перекрывания продукта всеравно смешивается с дрянью, которая идет назад в колонну. Думаю, что шансы внутренней регулировки фл.числа (в дефлегматоре) имеют право на жизнь, хотя и соглашусь с тем, что замеханизированность тоже не всегда на пользу

Гонево, инерционность системы измерения на порядок меньше инерционности колонны. То, что ты написал относится к принципу управления по температуре в дефлегматоре, когда стоп происходит при изменении температуры в нём. Но этот принцип давно отвергнут и канул в лету.
Я останавливаю или уменьшаю отбор тогда, когда подрастает температура в насадке, на дальних подступах к отбору. Хвост просто физически не успевает дойти до линии отбора за те несколько секунд, за которые термодатчик фиксирует рост.
Решению регулировать отбор предшествовали наблюдения за динамикой температур в дефлегматоре и в насадке, а лабораторные исследования спирта, полученного под таким управлением, показали его несомненную эффективность.

Вот, нашел - раритетные скриншоты темпкипера, которые безоговорочно привели меня к решению управлять отбором по температуре в насадке, а не в дефлегматоре. Посмотри - и ты изменишь своё мнение. Я прокомментирую.

По клику картинка открывается не в полный размер, поэтому если надо, в новом сообщении выложу картинки в их полный размер. Зеленая линия - температура в паров в дефлегматоре, красная - в насадке. Написано "в кубе", это ошибочно. Просто до этого эксперимента датчик стоял в кубе и поэтому был назван именно так. Итак, отбор управлялся старт-стопом. Настройка была такой, чтобы отбор остановился при температуре в дефлегматоре 79 градусов. До момента 34 минуты процесс колонна работала в каком-то стабильном режиме, температура в дефлегматоре слабо колебалась между 78.8-79.9 градуса, а в насадке находилась на уровне 79 градусов.

Отбор был завышен, ФЧ было ниже оптимального, хвосты поползли по колонне вверх и в 34 минуты они подкрались до датчика в насадке, стоящего на 50 сантиметров ниже дефлегматора.  

Примерно в 35 минут температура в насадке полетела вверх и стала непрерывно расти. При этом температура, а следовательно и состав паров в дефлегматоре и в отборе оставались без изменений. Это продолжалось до момента примерно 52 минуты - только к этому моменту хвосты добрались до дефлегматора и подняли температуру датчика дефлегматора на одну десятую - до установленного порога.
Хвосты поднимались вверх целых 17 минут, за это время температура в насадке успела взлететь почти на 5 градусов!
Когда при температуре в дефлегматоре 79 градусов сработал стоп, температура в насадке ринулась вниз.

Обрати внимание. По промежутку времени между моментом, когда в дефлегматоре температура достигла 97 градусов (сработал стоп) и моментом перелома красного графика в насадке (минуты две, не больше) можно оценить малую инерционность датчика. бОльшая часть этого времени была потрачена на реакцию колонны, на снижение её температуры после увеличения отбора.

Идем дальше.
Теперь отбора нет, в верхней части колонны концентрируется спирт, выдавливая хвосты в куб. Температура в насадке несется вниз, и минут через 10 температура в дефлегматоре снижается на одну десятую, снова разрешая отбор.

Рассмотрев этот график, и множество аналогичных, я принял решение управлять именно по температуре насадки. Посмотри, если бы стоп произошел по росту в насадке на 3-4 десятых, до момента прихода хвостов в дефлегматор оставалось бы еще минут 15. За это время работы на себя у хвостов не осталось бы шанса дойти до верха.
------------------

Для большей наглядности вот еще один скриншот. Это график периода, предшествующего показанному ранее. настройки те же - пока зеленая линия ниже или равна 78.9 градусов, идёт отбор. Когда 79 и выше - отбора нет. Обрати внимание на полёты температуры в насадке, сопровождающие лёгкие колебания температуры в дефлегматоре, и как было бы эффективно останавливать отбор на по росту температуры в дефлегматоре на 0,1 градуса, а на 3-4 десятых в насадке. Что я сейчас с успехом практикую.

Кстати, после перехода на управление по температуре в насадке, я понял, что весь спирт, полученный с управлением по температуре в дефлегматоре, был гадким. Все его остатки я отректифицировал заново, пользуясь уже новой системой управления отбором.

А это аналогичный график при новом управлении отбором (или флегмовым числом - называй как хочешь). Цвета поменялись. Красная линия - температура в дефлегматоре, зеленая - в насадке. Настройка такова, что отбор останавливается при температуре в насадке 79 градусов. Отбор примерно вдвое выше, чем может выдать колонна при заданной степени разделения, поэтому колонна (её автоматика) сама устраивает широтно-импульсую модуляцию отбора, поддерживая его на необходимом уровне - не больше и не меньше. При этом учитываются все факторы, влияющие на разделение, которые можно себе представить. И те, о которых мы даже не догадываемся, тоже. Я уверен, что вручную по каким-то предположениям и расчетам ТАК регулировать ФЧ (или отбор) невозможно.

надеюсь, убедил.
Если остались неясности, готов ответить на вопросы.

Согласен с обоими!!
Я описывал у меня перед узлом отбора несколько задач.

1. Как и у всех присутствующих - питьевой продукт. Тут я согласен с Игорем. Датчик в насадку. Дальше я ещё не врубился в тонкости им выложенного. Читаю в 6.01 после утреннего бега , перед работой.

2. Мои специфичные задачи, разгон парфюмерно-растительно ароматического сырья. Там есть эмпирические таблицы флегмовых чисел от количества уже отогнанного. Там мне нужен делитель флегмы с явной цифровой индикацией. То естьколона у меня не тольк генератор спирта она мультигенератор.
Точнее колонны могут быть разными а вот узел делителя со схемой управления хочу иметь один и естественно внешний на разьёмных соединениях.

Поэтому Игорь я буду рад если предложишь где поискать подобные схемы. Параллельно у других поспрашиваю, но чем больше мнений тем лучше.

Если использовать управление по датчику в насадке, будет решен вопрос с ФЧ и в первой задаче, и во второй, можно будет забыть о таблицах ФЧ.
Колонна поработала "на себя" - запомнил значение температуры. Теперь два варианта.
Старт-стоповый. Задал порог на 2-5 десятых больше запомненного значения, открыл отбор и забыл об ФЧ. Датчик температуры сам его будет регулировать.

Второй вариант - ШИМ. Установил вилку температур. Минимум - на 1/10 выше запомненного значения, максимум - на 0,4 выше. Пока температура в насадке ниже этой вилки, отбор идет на максимуме (ну, скажем,  ФЧ=2). Когда температура в насадке выше вилки, отбор полностью прекращен. Когда температура находится внутри вилки, клапан отбора открывается один раз в 3 секунды, причем длительность открытого состояния пропорциональна перемещению температуры внутри вилки. Больше ничего регулировать не понадобится. ФЧ будер всегда таким, чтобы температура оставалась в вилке.

Для устранения влияния перепадов атмосферного давления нужно сделать одно из двух - либо учитывать температуру в дефлегматоре, измеряя не абсолютную температуру в насадке, а относительную - относительно температуры пара в дефлегматоре, либо время от времени останавливать отбор, и давая колонне поработать на себя, корректировать значения максимума и минимума вилки. Оформляй рацуху на работе, деньги пропьём вместе.

Третий график- мечта ректификатора!!! Склоняю голову перед творением рук и разума человеческих.
*********
Я как-то читал об правильности установки датчика температуры в насадке, но практически никак не доходит, как обеспечить ИМЕННО внесение его в паровую фазу? Или все же смесь пар-флегма тоже показательны и точны?

В паровую фазу вводить важно только в дефлегматоре, где флегма неизбежно переохлаждена - максимум  10 верхних сантиметров . В любой другой точке правильно работающей колонны температура пара и флегмы одинакова.

Второй вариант - ШИМ. Установил вилку температур. Минимум - на 1/10 выше запомненного значения, максимум - на 0,4 выше. Пока температура в насадке ниже этой вилки, отбор идет на максимуме (ну, скажем,  ФЧ=2). Когда температура в насадке выше вилки, отбор полностью прекращен. Когда температура находится внутри вилки, клапан отбора открывается один раз в 3 секунды, причем длительность открытого состояния пропорциональна перемещению температуры внутри вилки. Больше ничего регулировать не понадобится. ФЧ будер всегда таким, чтобы температура оставалась в вилке.

Для устранения влияния перепадов атмосферного давления нужно сделать одно из двух - либо учитывать температуру в дефлегматоре, измеряя не абсолютную температуру в насадке, а относительную - относительно температуры пара в дефлегматоре, либо время от времени останавливать отбор, и давая колонне поработать на себя, корректировать значения максимума и минимума вилки. Оформляй рацуху на работе, деньги пропьём вместе.
Игорь, 31 Авг. 10, 07:27

А гдето есть готовые схемы или наборы чтоб ШИМ упрвление изготовить.

Готовых схем для такой задачи нет, но есть наработки, достаточные для создания заведомо работоспособной схемы. Нужно только четко поставить задачу - по примеру того, как я написал, и выбрать тип исполнительного устройства.

Ясно буду копать )))

Вдогонку.
Итак, отбор (или возврат, или ФЧ) можно достоверно регулировать, наблюдая за изменением температуры в насадке. Когда при работе на себя на каком-то уровне насадки установилась какая-то температура, нужно задать какую-то вилку температур, которую мы можем допустить в этом уровне насадки.
Нижним уровнем вилки должна быть та температура, которая установилась при работе "на себя". При такой температуре в насадке ШИМ должен задавать минимальное ФЧ (для спирта это 2), или максимальный отбор (если в мл/час - в полтора раза больше кубовой мощности в ваттах).
При увеличении температуры отбор должен непрерывно уменьшаться и становиться равным нулю (ФЧ=∞) при достижении верхнего порога. Таким образом флегмовое фисло всегда будет таким, что температура в насадке, а следовательно и разделение ,всегда будет на одном, заранее определенном, уровне, и при этом будет поддерживаться максимально возможный отбор.
Верхний порог следует определять опытным путём из тех соображений, что чем ỳже вилка, тем выше чистота спирта, но ниже производлительность.
В своей аналоговой системе управления я могу выбирать эту вилку в пределах 0,1 - 0,4 градуса. Чаще всего пользуюсь вилкой 0,4.

----------------------------------------------

Вроде внятно изложил...
И вроде всё гладко. Но есть момент, которые несколько портят картинку.
Температура в насадке может меняться не только по причине изменения состава пара и флегмы, но и по другим причинам.
Во-первых, при изменении количества испаряемого пара, меняется установившаяся температурная ситуация. Простая фиксация, и даже стабилизация нагрева не дает нужного эффекта при таком способе управления отбором. По мере приближения к финишу процесса растёт кубовая температура, что приводит к заметному росту тепловых потерь, которыми не удается пренебречь даже при солидной изоляции. Рост потерь приводит к снижению напряженности парового потока, и температура как-бы сползает книзу. В итоге настроенное значение верхней границы становится намного выше той, что установилась бы при работе на себя.
Проблему частично решает стабилизация парового потока, и пока я это делаю путём стабилизации кубового давления. Игорь223 стабилизирует давление в точке замера температуры. Очень хорошее решение.

Во-вторых, если ректификация занимает несколько часов (а у некоторых и несколько суток), колебания атмосферного давления смещают температуры кипения, и ломает наши настройки. С этим легче. Мы ставим второй датчик в другой точке колонны, и управляем уже не по температуре в насадке, а по разнице температур между двумя этими точками. Так как изменение давления одинаково (или почти одинаково) повлияет на ОБА датчика, разность из показаний перестаёт зависеть от атмосферного давления. Если в местности, где идет ректификация, сильные перепады давления бывают не часто, или если ректификация занимает меньще 10- 12часов, дельтой можно и не заморачиваться.

В третьих.... Есть многое на Свете, друг Горацио, Что неизвестно нашим мудрецам... Есть много других фактором, о которых мы знаем или не знаем, но которые так или иначе влияют на температуры в насадке. Их совместное влияние очень невелико, и я пока только начал собирать по ним информацию.

Но не в этом дело. Если мощность куба просто ограничена и зависит от перепадов давления, если барометр стремительно падает или растёт, всё равно способ "вилки" можно с успехом применять. Нудно только времяч от времени - каждые пару часов - отанавливать отбор и минут 10 давать колонне работать на себя, наблюдая при этом на какой температуре произошла стабилизация, и корректирую настройки своей вилки.


----------------------------

я сегодня многословен...

Я понял, чтоб не ломать много копий надо будет сделать колонку с мешалкой диаметром 50 -65 мм и высотой где то 20 мм и померять эффективность с мешалкой и без. Но учитывая пару новых контрактов (кроме того что ужн в деле) на работе очень быстро это не получится (((

Данная штука была реализована в промышленном варианте для парфюмерной фракционирующей колонны. Себе делаю очередной вариант с качающимся делителем.

принцип работы: флегма равномерно конденсируется по всей площади обратного хололильника и стекает вниз. в зависимости от того, на какой участок шайбы она попадает то дальше попадет либо обратно в колоннну либо уйдет на отбор. соотношение между возратом и отбором (ФЧ) регулируется положением желтой перегородки. в случае показанном на рисунке ФЧ = 1.

конструкцию пришлось отбросить т.к не было возможности в токарных работах.dee, 29 Авг. 10, 12:47

Отличная была конструкция,правильная зря до ума не довел

Конструкций умных и хороших много. Только вот получается что для именно спиртоделанья достаточно дискретного регулирования полностью, никаких проблем оно не создаёт. Все остальные конструкции интересны или когда стоят специфические задачи или нужен внешний вид или просто интересно   как мне.

Хотя бы потому что спирт-ректификат у нас в Харькове можно купить за 50 гривен литр, причём хороший, без посторонних привкусов и даже скажу так, просто вкусный  после разведения до сорока объёмных.

А при моей специфике работы и кроме покупного хватает приносимых с работы спиртных напитков, чаще экспериментальных образцов.